目 录 1
绪论 1
第一篇碳酸盐岩储层地质学概论 5
第一章碳酸盐岩储层沉积学基础 5
第一节碳酸盐岩的分类 5
一、碳酸盐岩的成分与结构 5
二、碳酸盐岩分类概述 9
三、部分碳酸盐岩分类简述 9
二、岩性与储集岩的关系 17
一、概述 17
第二节 碳酸盐岩储层的沉积特征 17
三、沉积环境与碳酸盐岩储集层 18
四、碳酸盐岩储集岩岩石类型 23
第三节碳酸盐岩成岩作用的一般特征 27
一、胶结作用 28
二、新生变形、溶解、交代作用 32
三、细粒碳酸盐的成岩作用 34
二、碳酸盐岩孔隙的一般特征 36
一、孔隙的一般概念 36
第一节 概述 36
第二章碳酸盐岩的孔隙 36
第二节 碳酸盐岩孔隙的地质成因分类 38
一、基本孔隙类型 38
二、孔隙的组构选择性 42
三、孔隙的时间性 43
四、孔隙的命名原则 45
第三节 碳酸盐岩孔隙的主要形成作用 46
一、沉积作用 46
二、溶解作用 47
三、白云石化作用 48
四、角砾化作用 49
五、裂缝作用 49
第四节 碳酸盐岩孔隙的发展与演化 49
第三章碳酸盐岩储集层的孔隙结构 52
第一节 碳酸盐岩的储集层的物性特征 52
一、孔隙率（孔隙度） 52
二、渗透率 53
四、相渗透率、相对渗透率 57
三、饱和度 57
第二节 碳酸盐岩储集层的储渗空间 58
一、孔隙与喉道 58
二、孔洞 60
三、裂缝 61
第三节 碳酸盐岩储集层的孔隙结构 64
一、碳酸盐岩的水银注入—退出曲线 65
二、碳酸盐岩储集层的孔隙铸体 74
三、碳酸盐岩储集层孔隙结构研究在勘探中的应用 76
第四节 碳酸盐岩储集层评价 78
一、西威利斯顿盆地密西西比系查尔斯组碳酸盐储集岩分类 81
二、四川盆地二叠系、三叠系碳酸盐岩天然气储集岩分类 85
第五节 碳酸盐岩储集岩的物性参数下限 85
第四章碳酸盐岩储集层类型 87
第一节 概述 87
第二节 简单储集层（单重介质） 90
第三节 复杂储集层（双重介质及多重介质） 92
第一节 碳酸盐岩储集层的污染 96
一、碳酸盐岩储集层污染机制 96
第五章碳酸盐岩储集层的污染及保护 96
二、碳酸盐岩储集层伤害分析 98
第二节 碳酸盐岩储集层的保护与改造 101
一、碳酸盐岩储集层的保护 101
二、消除碳酸盐岩储集层伤害的措施 102
三、碳酸盐岩储集层的水力压裂改造 103
第二篇碳酸盐岩储层地球化学 107
第六章碳酸盐岩的稳定同位素 107
第一节稳定同位素基本原理 107
一、稳定同位素的一般概念 108
二、同位素作用的基本特征 110
三、同位素分馏 112
四、同位素平衡分馏 113
五、同位素瑞利分馏 114
六、同位素动力学分馏 115
七、同位素的标定和标准换算 116
第二节 碳酸盐岩中的氧、碳稳定同位素 118
一、碳、氧同位素 118
二、碳、氧同位素在碳酸盐岩储集层中的应用 122
一、锶同位素地球化学的一般特征 125
第三节 碳酸盐岩中的锶同位素 125
二、地质体中的锶同位素 126
三、海水中的锶同位素 131
四、碳酸盐岩中的锶同位素 133
第七章碳酸盐岩中的微量元素 136
第一节微量元素 136
一、微量元素的一般概念 136
二、微量元素的分析方法 137
三、微量元素在地质学中的作用 137
一、碳酸盐矿物中微量元素的地球化学特征 138
第二节 碳酸盐岩中的微量元素 138
二、微量元素分析资料的整理与解释 140
第三节 碳酸盐岩中的稀土元素 147
一、碳酸盐岩中稀土元素的一般特征 147
二、Burlington-Keokuk组白云岩的稀土元素 155
第八章碳酸盐岩矿物流体包裹体 158
第一节 碳酸盐岩矿物流体包裹体的一般概念 158
一、矿物流体包裹体的定义及研究简况和意义 158
二、包裹体的分类 159
第二节 包裹体的主要测试技术和研究方法 161
一、偏光显微镜下包裹体的识别和主要特征 161
三、包裹体主要赋存状态及样品要求 161
二、包裹体均一温度的测定 163
三、包裹体盐度的冷冻法测定 164
四、流体包裹体的再平衡作用 168
五、荧光显微镜下包裹体的鉴别 169
六、包裹体成分测试分析方法 171
一、包裹体与成岩环境 173
第三节 成岩作用过程中包裹体的特征及其演变 173
二、包裹体与世代胶结作用 174
三、原生包裹体与次生包裹体的识别及地质意义 175
第四节 堪萨斯州Cherokee盆地中上宾夕法尼亚系成岩流体演化史 176
一、地质概况和成岩简史 176
二、方解石中的流体包裹体 177
三、晚期成岩胶结物的流体包裹体 179
四、包裹体资料分析 180
五、成岩流体演化史 181
七、晚期胶结物流体包裹体热再平衡 182
六、高均一化温度的含意 182
第九章发光显微光学 185
第一节 概述 185
第二节 阴极发光显微镜分析及其在碳酸盐岩中的应用 185
一、阴极发光 185
三、方解石阴极发光与碳酸盐胶结作用的氧化还原状态之间的关系 191
二、碳酸盐矿物的发光性及其成因 192
四、亮晶方解石胶结物复杂带状模式的成因 193
一、概述 197
第三节 荧光显微分析及其在碳酸盐岩石学中的应用 197
二、有关碳酸盐岩中荧光的起因 198
三、荧光显微镜在碳酸盐岩石学中的应用 198
第十章扫描电镜在碳酸盐岩储层地质学中的应用 200
第一节 扫描电镜的工作原理及样品制备方法 200
一、电子显微镜和光学显微镜 200
二、扫描电镜的结构和工作原理 202
三、扫描电镜的样品制备技术 205
第二节 扫描电镜在碳酸盐岩储层地质学中的应用 208
一、扫描电镜下碳酸盐岩孔隙类型 208
二、扫描电镜下碳酸盐岩的结构 210
三、酸化对碳酸盐岩储集层的改造 212
四、扫描电镜对碳酸盐岩生物成因的研究（化石碳酸盐岩的研究） 213
第三篇碳酸盐岩成岩作用与孔隙演化 223
第十一章碳酸盐岩成岩环境及其鉴别标志 223
第一节 碳酸盐岩成岩环境研究概况 223
一、研究历史 223
二、碳酸盐岩成岩环境划分 224
三、碳酸盐岩成岩环境的一般特征 227
一、特殊成岩现象——岩石组构标志 229
第二节碳酸盐岩成岩环境鉴别标志 229
二、矿物学标志 233
三、地球化学标志 234
四、其他标志 235
第三节 碳酸盐岩成岩序列和成岩模式 236
一、稳定化作用与成岩序列 236
二、成岩模式 237
第十二章 正常海洋成岩环境及其孔隙的演化 239
第一节 海洋成岩环境的一般概念 239
第二节 建设性的海底成岩作用与破坏性的海底成岩作用 241
第三节 正常浅海成岩环境 243
第四节 古代浅海胶结物的识别 246
第五节 潮间坪和潮间带的成岩作用环境 249
第六节 现代浅水海底硬地 251
第七节 古代硬地的辨别和意义 251
第八节 礁的成岩作用环境 252
一、概述 252
二、现代礁环境的成岩背景 253
三、地质历史中与礁有关的海洋成岩作用的辨别 255
第九节 深海海底成岩作用环境 256
一、方解石补偿深度以下的白云石化作用 257
二、海洋水白云石化作用的热循环模式 258
第十三章 蒸发海水成岩环境及其孔隙的演化 259
第一节 蒸发海水成岩环境的一般特征 259
第二节 边缘海萨布哈成岩环境 261
一、现代边缘海萨布哈 261
二、与古代边缘海萨布哈有关的成岩模式 263
第三节 与边缘海萨布哈成岩作用环境有关的储集层 266
一、美国威林斯顿（Wiliston）盆地奥陶系Red River组边缘萨布哈储集层 266
二、美国威林斯顿盆地Mission Canyon边缘海萨布哈储集层 268
三、美国西德克萨斯奥陶系与边缘海萨布哈有关的Ellenburger白云岩储集层 270
第四节 边缘海、蒸发泻湖以及盆地（回流白云化） 275
一、作为成岩环境的边缘海、蒸发泻湖 275
二、Macleod盐盆地 276
第五节 与蒸发泻湖和盐盆地有关的油气储集层 278
一、美国西德克萨斯上二叠统瓜达鲁佩：古代边缘海、蒸发泻湖复合体 278
二、美国墨西哥盆地中部海湾Ferry Lake硬石膏岩 278
三、美国德克萨斯州上侏罗统Smackover台地白云石化作用：回流白云石化事件 280
四、加拿大Elkpoint盆地 283
一、大气水成岩环境的水文背景 287
第一节 大气水及其有关的孔隙流体的地球化学 287
第十四章 大气水成岩作用环境与孔隙演化 287
二、大气水成岩作用的矿物学 289
三、大气水和从大气水中沉淀的碳酸盐的稳定同位素 291
第二节 碳酸盐沉积物和岩石的大陆暴露与大气水 293
一、基本概念 293
二、暴露面的分类和大陆暴露面横向上的关系 294
三、暴露面的继承和改造 295
四、大陆暴露相 296
六、大陆暴露与孔隙 302
五、大陆暴露相的鉴别 302
一、上部渗流带 303
第三节 准稳定碳酸盐岩层系中渗流成岩环境及其孔隙演化 303
二、下部渗流带 304
三、渗流胶结物的岩石学及地球化学 304
四、渗流环境中孔隙的发展和演化 305
第四节 准稳定碳酸盐岩层系中局部大气水透镜体潜流成岩环境及其孔隙演化 306
一、局部大气水透镜体 306
二、大气水潜流胶结物的岩石学和地球化学 307
三、成岩作用的局部岛状模式 307
五、地质时期中的局部岛状模式及实例 308
四、局部大气水透镜体中孔隙的发展和演化 308
第五节 准稳定碳酸盐岩层系中区域大气水潜流成岩环境及孔隙演化 311
一、一般特征 311
二、区域大气水层系统成岩模式 312
三、区域大气水环境中孔隙的发展和演化 312
四、区域大气水系统中的岩石学和地球化学 314
五、区域大气水层系统成岩作用储层的实例 316
第六节 成熟碳酸盐矿物稳定系统层系中大气水成岩环境及孔隙演化 322
一、混合水白云石化作用的一般概念 323
第十五章 大气水、混合水以及海水的白云石化作用及其有关的储集层 323
第一节混合水白云石化 323
二、大气水、混合水、海水的地球化学 324
三、有关混血或混合水白云石化模式的确切性和它在古代岩石中的应用 325
第二节 与混合水白云石化作用有关的油气储集层 329
一、美国伊利诺斯盆地密西西比系North Bridgeport油田：混合水白云岩储集层 330
二、大陆水白云石化作用——澳大利亚南部考龙（Coorong）泻湖 333
二、埋藏背景 336
一、概述 336
第一节 埋藏成岩环境一般概念 336
第十六章埋藏成岩环境与储集层孔隙演化 336
第二节压实作用 338
一、物理压实作用 338
二、化学压实作用（压溶作用） 339
三、影响压溶作用的因素 341
第三节埋藏胶结作用 342
一、埋藏胶结物的碳酸钙来源 342
二、埋藏胶结物岩石学 342
三、埋藏胶结物的特征 344
四、胶结物沉淀条件 346
第四节埋藏溶解作用 347
一、埋藏溶解作用 347
二、埋藏溶解孔隙的鉴别 353
三、埋藏溶解孔隙发育情况预测 355
第五节 埋藏条件下储层孔隙变化趋势 355
第六节 温度、压力对埋藏成岩作用的影响 357
一、压力对埋藏成岩作用的影响 358
第七节 北海埃科菲斯克（Ekofisk）油田：白垩岩中超压保存的原生孔隙实例 359
二、温度对埋藏成岩作用的影响 359
第八节 四川东部石炭系天然气储集层：白云岩埋藏溶解孔隙实例 360
一、概况 360
二、海西期古岩溶（云南运动） 362
三、印支期埋藏溶解作用 362
四、印支期是石炭系储集岩埋藏溶解作用的发育时期 364
五、川东石炭系储集岩孔隙演化模式 365
第十七章埋藏白云石化作用及其有关的储集层 368
第一节概述 368
一、地下白云石化的岩石学和地球化学 369
第二节埋藏白云石化 369
第三节埋藏白云石化及其有关的油气储集层 370
一、加拿大阿尔伯达泥盆系碳酸盐岩埋藏白云石化 370
二、埋藏白云石化对储集层孔隙的影响 370
二、川东鄂西上二叠统生物礁埋藏白云石化的地球化学特征 372
第四篇 碳酸盐岩储层地质学研究中涉及的新问题 381
第十八章层序地层、成岩作用与储集层 381
第一节 碳酸盐岩层序地层学的一般概念 381
第二节 白云石化作用与层序地层学 383
一、碳酸盐岩成岩作用和相对海平面的下降 385
第三节 碳酸盐岩成岩作用与相对海平面变化 385
二、相对海平面上升时海进体系域（TST）的碳酸盐岩成岩作用 388
三、相对海平面处于高水位时高水位体系域（HST）碳酸盐岩的成岩作用 388
第四节 亚层序规模的碳酸盐岩成岩作用 389
第五节 碳酸盐岩成岩作用和层序堆积模式 391
一、成岩作用与层序堆积模式 391
二、碳酸盐岩成岩作用和有关硅质碎屑的作用 393
第六节 层序地层学中的碳酸盐岩的成岩作用 393
一、显生宙碳酸盐岩成岩作用：总的趋势和第一级序列海平面曲线 393
二、显生宙地质时期的碳酸盐岩成岩作用和层序 394
第十九章碳酸盐岩成岩圈闭与层控金属矿产 398
第一节 成岩作用与油气 398
一、成岩作用与碳酸盐岩的储集性能 398
二、成岩作用与油气的分布 399
第二节成岩圈闭 400
一、成岩圈闭的基本概念 400
二、裂缝圈闭与古潜山 401
三、成岩圈闭的分类 401
四、成岩圈闭形成过程中孔隙的演化 403
五、成岩圈闭的实例 404
第三节 成岩作用与层控金属矿产 407
一、层控金属矿产的一般概念 407
二、潮坪与层控金属矿产 408
三、密西西比谷型矿床 409
四、深水闭流型矿床 410
五、实例：Pine Point铅锌矿床 410
二、胶结物地层学的基本概念 415
一、概述 415
第一节 胶结物地层学的一般概念 415
第二十章胶结物地层学 415
第二节 碳酸盐胶结物晶体的带状生长特征 416
一、带状晶体的生长特征及成因 416
二、晶体环带地层学 418
第三节 胶结物层序对比和解释——胶结物层序区域模式 419
第四节 胶结物地层学的古水文学解释 425
第五节 胶结物地层学尚待解决的主要问题及其局限性 428
一、早期带状胶结物的沉淀环境问题 428
二、地下水体系的规模问题 429
三、胶结物地层学的局限性 430
第六节 密西西比系Burlington—Koekuk组碳酸盐胶结物地层学 431
一、概述 431
二、胶结物带的分布 434
三、胶结物的破裂作用和内部带的溶解特征 434
四、方解石胶结作用的时间 435
五、胶结物沉淀的环境 436
六、胶结作用的模式 437
七、结论 439
主要参考文献 440